Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
టైటానియం (Ti): పరమాణు నిర్మాణం & రసాయన ధర్మాలు
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Titanium - Ti - Atomic Structure - Chemical Properties - JEE - NEET - Chemistry
పరమాణు నమూనా వివరాలు
టైటానియం (Ti) ఒక పరివర్తన లోహం, దీని ప్రాథమిక పరమాణు లక్షణాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:
- పరమాణు సంఖ్య (Z): 22
- ప్రోటాన్లు: 22 (ప్రోటాన్ల సంఖ్య మూలకాన్ని నిర్వచిస్తుంది)
- ఎలక్ట్రాన్లు: 22 (ఒక తటస్థ టైటానియం పరమాణువులో)
- న్యూట్రాన్లు: 26 (అత్యంత సమృద్ధిగా లభించే ఐసోటోప్, Ti కొరకు, ద్రవ్యరాశి సంఖ్య A = 48)
- పరమాణు ద్రవ్యరాశి: సుమారుగా 47.867 u
- పరమాణు పరిమాణం (లోహ వ్యాసార్థం): 147 pm
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం & షెల్ రేఖాచిత్రం
టైటానియం యొక్క ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం దాని రసాయన ప్రవర్తనను నిర్ణయిస్తుంది.
- ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d² 4s² - జడ వాయు విన్యాసం:
[Ar] 3d² 4s²- ఈ విన్యాసం టైటానియం దాని బయటి 4s ఆర్బిటాల్లో 2 ఎలక్ట్రాన్లను మరియు పెనల్టిమేట్ 3d ఆర్బిటాల్లో 2 ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉందని చూపుతుంది. పాక్షికంగా నిండిన d-ఆర్బిటాల్ల ఉనికి పరివర్తన లోహాల యొక్క లక్షణం.
షెల్ రేఖాచిత్ర ప్రాతినిధ్యం (పాఠ్యరూపం)
Ti (Z=22) కోసం షెల్స్లో ఎలక్ట్రాన్ల పంపిణీ యొక్క పాఠ్యరూప ప్రాతినిధ్యం:
- K-షెల్ (n=1): 2 ఎలక్ట్రాన్లు
- L-షెల్ (n=2): 8 ఎలక్ట్రాన్లు
- M-షెల్ (n=3): 10 ఎలక్ట్రాన్లు (3s నుండి 2, 3p నుండి 6, 3d నుండి 2)
- N-షెల్ (n=4): 2 ఎలక్ట్రాన్లు (4s నుండి)
ఆవర్తన ధర్మాలు
అయనీకరణ ఎంథాల్పీ (IE)
అయనీకరణ ఎంథాల్పీ అనేది వాయు స్థితిలోని పరమాణువు నుండి ఎలక్ట్రాన్ను తొలగించడానికి అవసరమైన శక్తి.
- మొదటి అయనీకరణ ఎంథాల్పీ (IE₁): 658 kJ/mol (మొదటి 4s ఎలక్ట్రాన్ను తొలగించడానికి శక్తి)
- రెండవ అయనీకరణ ఎంథాల్పీ (IE₂): 1310 kJ/mol (రెండవ 4s ఎలక్ట్రాన్ను తొలగించడానికి శక్తి)
- మూడవ అయనీకరణ ఎంథాల్పీ (IE₃): 2652 kJ/mol (మొదటి 3d ఎలక్ట్రాన్ను తొలగించడానికి శక్తి)
- నాల్గవ అయనీకరణ ఎంథాల్పీ (IE₄): 4175 kJ/mol (రెండవ 3d ఎలక్ట్రాన్ను తొలగించడానికి శక్తి)
- ధోరణి: ప్రభావవంతమైన కేంద్రక ఆవేశం పెరుగుదల కారణంగా అయనీకరణ ఎంథాల్పీలు సాధారణంగా ఒక పీరియడ్లో పెరుగుతాయి మరియు ఒక గ్రూప్లో తగ్గుతాయి. పరివర్తన లోహాలకు, 4s నుండి, ఆపై 3d ఆర్బిటాల్ల నుండి ఎలక్ట్రాన్లు తొలగించబడినప్పుడు వరుస అయనీకరణ ఎంథాల్పీలు క్రమంగా పెరుగుతాయి.
ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ
- పౌలింగ్ స్కేల్: 1.54
- ధోరణి: ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ సాధారణంగా ఒక పీరియడ్లో పెరుగుతుంది మరియు ఒక గ్రూప్లో తగ్గుతుంది. టైటానియం యొక్క ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ మధ్యస్థంగా ఉంటుంది, ఇది ఒక లోహానికి సాధారణమైనది, ఇది ఎలక్ట్రాన్లను పొందడం కంటే కోల్పోయే ధోరణిని సూచిస్తుంది.
ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంథాల్పీ (ΔegH)
- విలువ: చిన్న ధనాత్మక లేదా సున్నాకి దగ్గరగా (~+7.6 kJ/mol)
- ధోరణి: లోహాలకు, ముఖ్యంగా పరివర్తన లోహాలకు ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంథాల్పీ సాధారణంగా ధనాత్మక లేదా స్వల్పంగా రుణాత్మకమై ఉంటుంది, ఎందుకంటే అవి స్థిరమైన ఆనయాన్లను ఏర్పరచడానికి ఎలక్ట్రాన్లను సులభంగా అంగీకరించవు. టైటానియం ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోవడం ద్వారా కాటయాన్లను ఏర్పరచడానికి ఇష్టపడుతుంది.
పరమాణు వ్యాసార్థం
- లోహ వ్యాసార్థం: 147 pm
- ధోరణి: ప్రభావవంతమైన కేంద్రక ఆవేశం పెరుగుదల కారణంగా పరమాణు వ్యాసార్థాలు సాధారణంగా ఒక పీరియడ్లో తగ్గుతాయి. పరివర్తన లోహాలకు, ప్రారంభంలో తగ్గుదల ఉంటుంది, తరువాత సాపేక్షంగా స్థిరమైన పరిధి, ఆపై సిరీస్ చివరిలో స్వల్ప పెరుగుదల ఉంటుంది. 3d శ్రేణి ప్రారంభంలో ఉన్నందున, టైటానియం తరువాతి 3d మూలకాలతో పోలిస్తే సాపేక్షంగా పెద్ద పరమాణు వ్యాసార్థాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
ముఖ్య భౌతిక ధర్మాలు
టైటానియం దాని అద్భుతమైన బలం-నుండి-బరువు నిష్పత్తికి మరియు తుప్పు నిరోధకతకు ప్రసిద్ధి చెందింది.
- సాంద్రత: 4.506 g/cm³ (20 °C వద్ద)
- గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్థితి (25 °C): ఘన
- రంగు: వెండి-తెలుపు లోహ మెరుపు
- ద్రవీభవన స్థానం: 1668 °C (1941 K)
- భాష్పీభవన స్థానం: 3287 °C (3560 K)
- కాఠిన్యం: సాపేక్షంగా కఠినమైనది, స్టీల్తో గీసుకోవచ్చు.
- సాంద్రత/తన్యత: స్వచ్ఛంగా ఉన్నప్పుడు మంచి సాంద్రత మరియు తన్యత ఉంటుంది, కానీ ఆక్సిజన్ మరియు నైట్రోజన్ వంటి మలినాలతో పెళుసుగా మారుతుంది.